Treatments of vascular disease via modulating the expression of specific proteins by gene transfer have been attempted in various studies over the past few years. Among several methods to deliver genes, adenovirus currently has been used because of a number of positive aspects. In this study, we test adenoviral vector as a potential mediator in the treatment of vascular disease by using freshly isolated vascular tissues not cultured vascular cells. Freshly isolated vascular tissues were directly exposed to adenoviral vector pAd5CMVmcsIRESeGFPpA to check the possibility of GFP expression in different layer of vascular tissues. We found that the GFP expression by using adenoviral vector experiments is mainly focused on the adventitia and failed to detect GFP expression at endothelial layer or vascular smooth muscle layer in vascular tissues. However, we also found that several integrin receptors are robustly expressed in vascular smooth muscle, thus the limited expression of protein in vascular smooth muscle are not likely the lack of integrin receptors. In conclusion, adenovirus could not be a good tool for a specific protein expression in vascular smooth muscle cell. Thus, the application of adenovirus as a tool for gene therapy of vascular smooth muscle cells in clinical therapeutic trial need to be optimized further.
The advantages of replicon vectors of RNA viruses include a high ability to stimulate innate immunity and exponential amplification of target mRNA leading to high expression of foreign antigens. The present study aimed to construct a DNA-layered nervous necrosis virus (NNV) replicon vector system in which the capsid protein gene was replaced with a foreign antigen gene and to compare the efficiency of foreign antigen expression between the conventional DNA vaccine vector and the present replicon vector. We presented the first report of a nodavirus DNA replicon-based foreign antigen expression system. Instead of a two-vector system, we devised a one-vector system containing both an NNV RNA-dependent RNA polymerase cassette and a foreign antigen-expressing cassette. This single-vector approach circumvents the issue of low foreign protein expression associated with the low co-transfection efficiency of a two-vector system. Cells transfected with a vector harboring hammerhead ribozyme-fused RNA1 and RNA2 (with the capsid gene ORF replaced with VHSV glycoprotein ORF) exhibited significantly higher transcription of the VHSV glycoprotein gene compared to cells transfected with either a vector without hammerhead ribozyme or a conventional DNA vaccine vector expressing the VHSV glycoprotein. Furthermore, the transcription level of the VHSV glycoprotein in cells transfected with a vector harboring hammerhead ribozyme-fused RNA1 and RNA2 showed a significant increase over time. These results suggest that NNV genome-based DNA replicon vectors have the potential to induce stronger and longer expression of target antigens compared to conventional DNA vaccine vectors.
Effectiveness of transgene transfer into genome is crucially concerned in mass production of the bio-pharmaceuticals using genetically modified transgenic animals as a bioreactor. Recently, the mammary gland has been considered as a potential bioreactor for the mass production of the bio-pharmaceuticals, which appears to be capable of appropriate post-translational modifications of recombinant proteins. The mammary gland tissue specific vector system may be helpful in solving serious physiological disturbance problems which have been a major obstacle in successful production of transgenic animals. In this study, to minimize physiological disturbance caused by constitutive over-expression of the exogenous gene, we constructed new retrovirus vector system designed for mammary gland-specific expression of the hEPO gene. Using piggyBac vector system, we designed to express hEPO gene under the control of mammary gland tissue specific and lactogenic hormonal inducible goat ${\beta}$-casein or mouse Whey Acidic Protein (mWAP) promoter. Inducible expression of the hEPO gene was confirmed using RT-PCR and ELISA in the mouse mammary gland cells treated with lactogenic hormone. We expect the vector system may optimize production efficiency of transgenic animal and reduce the risk of global expression of transgene.
Matrix metalloproteinases (MMPs) and tissue inhibitors of MMPs (TIMPs) playa key role in tumor invasion and metastasis. As an inhibitor of MMP-2, TIMP-2 is known to block both the invasive and metastatic behavior of cancer cells, and decrease tumor growth activity. We performed this study to investigate the effects of TIMP-2 over-expression induced by retroviral mediated gene transfer in vitro and in vivo. The human colon cancer cell line SW480 was transfected with the retroviral vector encoding TIMP-2. The effects of TIMP-2 over-expression were analyzed by invasion assay and gelatinase activity test in colon cancer cells and tumorigencity in nude mice. In evaluation of the transfection efficiency of the retroviral vector encoding TIMP-2 in colon cancer cells, we confirmed up-regulation of TIMP-2 expression dependent on the time of cell culture. In addition, inhibition of MMP-2 expression in SW480/TIMP-2 was shown by gelatin zymography. In the in vitro invasion assay SW480/TIMP-2 inhibited the invasiveness on matrigel coated with collagen. To determine whether TIMP-2 can modulate in vivo tumorigenicity and metastasis, SW480/TIMP-2 cells were injected subcutaneously in nude mice. The tumor mass formation of SW480/TIMP-2 cells in nude mice was markedly decreased compared to nontransfected cancer cells. These results showed that colon cancer cells transfected with the retroviral vector encoding TIMP-2 inhibits the invasiveness in vitro and tumorigenicity in vivo.
A Sulfolobus-E. coli shuttle vector for an efficient expression of the target gene in S. acidocaldarius strain was constructed. The plasmid-based vector pSM21 and its derivative pSM21N were generated based on the pUC18 and Sulfolobus cryptic plasmid pRN1. They carried the S. solfataricus P2 pyrEF gene for the selection marker, a multiple cloning site (MCS) with C-terminal histidine tag, and a constitutive promoter of the S. acidocaldarius gdhA gene for strong expression of the target gene, as well as the pBR322 origin and ampicillin-resistant gene for E. coli propagation. The advantage of pSM21 over other Sulfolobus shuttle vectors is that it contains a MCS and a histidine tag for the simple and easy cloning of a target gene as well as one-step purification by histidine affinity chromatography. For successful expression of the foreign genes, two genes from archaeal origins (PH0193 and Ta0298) were cloned into pSM21N and the functional expression was examined by enzyme activity assay. The recombinant PH0193 was successfully expressed under the control of the gdhA promoter and purified from the cultures by His-tag affinity chromatography. The yield was approximately 1 mg of protein per liter of cultures. The enzyme activity measurements of PH0913 and Ta0298 revealed that both proteins were expressed as an active form in S. acidocaldarius. These results indicate that the pSM21N shuttle vector can be used for the functional expression of foreign archaeal genes that form insoluble aggregates in the E. coli system.
International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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v.4
no.1
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pp.51-56
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2002
A recombinant transfer vector pBacSCF was constructed by inserting huamn stem cell factor (hSCF) cDNA into plasmid pBacPAK8. BmN cells were co-transfected with modified Bombyx mori, nuclear polyhedrosis virus (BmBacPAK) DNA and the recmbinant transfer vector to construct a recombinant baculovirus containing hSCE gene. DNA dot blotting and RNA dot blotting demonstrated that the hSCE gene was contained in the recombinant virus and transcribed. The recombinant baculovirus was infectious to BmN cells and to silkworm. SDS-PAGE analysis showed a specific band of expressed product in the extract of infected cells and in the heamolymph of infected larvae. Bioactivity of the recombinant hSCE was determined with W-1 cell line and MTT colorimetric method in synergy with interlukin-3 (IL-3). These results revealed that the hSCF gene was over-expressed in cultured cells and lavae of silkworm.
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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v.7
no.3
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pp.23-31
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2002
In this paper we propose a new feature vector for recognition of the facial expression based on Gibbs distributions which are well suited for representing the spatial continuity. The extracted feature vectors are invariant under translation rotation, and scale of an facial expression imege. The Algorithm for recognition of a facial expression contains two parts: the extraction of feature vector and the recognition process. The extraction of feature vector are comprised of modified 2-D conditional moments based on estimated Gibbs distribution for an facial image. In the facial expression recognition phase, we use discrete left-right HMM which is widely used in pattern recognition. In order to evaluate the performance of the proposed scheme, experiments for recognition of four universal expression (anger, fear, happiness, surprise) was conducted with facial image sequences on Workstation. Experiment results reveal that the proposed scheme has high recognition rate over 95%.
The co-expression of the arg U gene in a double-vector expression system of recombi-nant Escherichia coli BL22(DE3)[pET-IEN2a+pAC-argU] significantly enhanced the production level of reconminant human interferon -$\alpha$2a(rhIFN-$\alpha$2a) in high cell density cultures, compared to a recombinant E. coli culture containing only the single expression vector, pET-IEN2a. The dry cell mass concentration increased to almost 100 g/L, and more than 4 g/L of rhIFN-$\alpha$2a was accumu-lated in the culture broth. Evidently, the synthesis of rhIFN-$\alpha$2a was strongly dependent on the pre-induction growtih rate and more efficient at a higher specific growth rate. The additional sup-ply of tRN $A^{Arg(AGG/AGA)}$ enhanced the expression level of the rhIFN-$\alpha$2a gene in the early stage of the post-induction phase, yet thereafter the specific production rate of rhIFN-$\alpha$2a rapidly de-creased due to severe segregational instability of plasmid vector pET-IEN2a. It would appear that the plasmid instability with only occurred to pET-IEN2a in the double vector system, was re-lated to the effect of translational stress due to the over expression of rhIFN-$\alpha$2a.
One of the biggest problems involved in transgenic animal production is lack of appropriate market genes. To overcome this problem, we tested whether the genes of SEAP (secreted alkaline phosphatase) and GFP (green fluorescence protein) on our retrovirus vectors can be applicable to the transgenic animal production. The main advantage of these marker genes over other generally mainpulation can be selected without sacrificing viability. The results obtained in this study are summarized as follows: 1. Removal of zona pellucida from the mouse zygotes did not affect embryo developments to blastocysts. 2. Co-culture of zona-free embryos with virus-producing cells for 6 hours also did not affect embryo developments to blastocysts. 3. Among 58 blastocysts developed from the zona-free zygotes co-cultured with the virus-producing cells, SEAP expression was observed from the 6 blastocysts. 4. Expression of the GFP gene was detected from the virus- producing cells but no embryo expressing the gene was counted among 50 blastocysts developed from the zona-free zygotes co-cultured with the virus-producing cells.
Kim Hwa Young;Sohn Jung Hoon;Kim Chul Ho;Rao K. Jagannadha;Choi Eui Sung;Kim Myung Kuk;Rhee Sang Ki
Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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v.5
no.1
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pp.1-6
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2000
For the rapid selection of higher recombinant hirudin producing strain in a methylotrophic yeast Hansenula polymorpha, a multiple gene integration and dose-dependent selection vector, based on a telomere-associated ARS and a bacterial aminoglycoside 3-phosphotransferase (aph) gene, was adopted. Two hirudin expression cassettes (HV1 and HV2) were constructed using the MOX promoter of H. polymorpha and the mating factor $\alpha$ secretion signal of S. cerevisiae. Multiple integrants of a transforming vector containing hirudin expression cassettes were easily selected by using an antibiotic, G418. Hirudin expression level and integrated plasmid copy number of the tested transformants increased with increasing the concentration of G418 used for selection. The expression level of HV1 was consistently higher than that of HV2 under the similar conditions, suggesting that the gene context might be quite important for the high-level gene expression in H. polymorpha. The highest hirudin producing strain selected in this study produced over 96 mg/L of biologically active hirudin in a 500-mL flask and 165 mg/L in a 5-L fermentor.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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